[콜라겐의 이해①] 아텔로콜라겐이 대체 뭐야?

반려동물의 건강에 대한 보호자들의 관심이 빠르게 높아지고 있습니다. 특히, 보행장애처럼 눈에 띄는 증상을 보이는 슬개골질환 등 근골격계 및 관절 질환에 대한 관심이 큽니다. 이런 보호자들의 관심을 반영하듯 다양한 영양제, 처방식 사료, 관절 주사제가 연이어 출시되고 있습니다.

하지만, 제품 원료에 대한 정보가 제한적이다보니 수의사 입장에서 어떤 제품을 선택하고 추천해야 할 지 고민이 됩니다.

이런 상황에서 반려동물 의료기기 전문 기업인 ㈜더셈펫바이오가 타입1 아텔로콜라겐(atelocollagen)을 주성분으로 하는 ‘ANYSEAL C(애니씰 C)’를 출시했습니다. 아텔로콜라겐은 정형외과, 신경외과에서 많이 사용하고 다양한 화장품 원료로 이용될 만큼 유명한 성분이지만, 아직 수의계에서는 생소한 성분입니다.

이에 데일리벳에서 콜라겐 특히, 타입 1(1형) 아텔로콜라겐에 대해 자세히 알아보고자 더셈펫바이오 강두한 대표님께 콜라겐에 대한 연재를 부탁했습니다.

이 연재를 통해 수의사분들이 콜라겐에 대한 이해를 높이고 관절질환 주사를 선택·사용하는 데 도움이 되길 바랍니다.

콜라겐은 신체에서 가장 풍부한 단백질입니다. 진피, 인대, 뼈 등을 구성하는 결합조직의 주된 성분이며, 전신 단백질의 약 30%를 차지하죠. 콜라겐은 다양한 조직의 구조와 무결성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 종종 ‘신체의 접착제’라고 불리는데 이것은 콜라겐의 구조 때문입니다.

섬유성 단백질인 콜라겐은 독특한 삼중나선 구조의 필수 아미노산으로 구성됩니다. 콜라겐의 종류는 총 28가지나 되는데, 그중 가장 풍부한 유형이 ‘타입1 콜라겐’입니다. 타입1 콜라겐의 분자량은 약 300kDa이고 3개의 폴리펩타이드로 이뤄져있습니다.

콜라겐의 분자 구조를 보면, N 말단과 C 말단에 텔로펩타이드(telopeptide) 영역이 있는 것을 알 수 있습니다. 이러한 텔로펩타이드 영역은 2개의 α1 사슬과 1개의 α2 사슬로 구성됩니다. 삼중나선 영역은 종(species) 간에 낮은 면역원성을 나타내는 반면, 텔로펩타이드 영역은 높은 면역원성(항원성)을 나타냅니다. 외부에서 추출한 콜라겐을 주입했을 때 텔로펩타이드 때문에 신체가 콜라겐을 항원으로 인식할 수 있습니다.

그런데, 효소(프로테아제, protease)로 텔로펩타이드 영역을 제거하면 타입1 콜라겐과 동일한 특성을 유지하면서 면역원성(항원성)을 제거한 안전한 콜라겐이 생성됩니다. 이것이 바로 ‘타입1 아텔로콜라겐’입니다.

(편집자 주 : 한국의약품안전관리원은 아텔로 콜라겐(atelocollagen)을 ‘콜라겐에서 텔로펩타이드가 효소적으로 제거될 때 얻은 단백질’로 정의하고 있습니다)

‘타입1 아텔로콜라겐’은 병변 재생능력의 핵심이 되는 섬유형 콜라겐 구조를 보존하면서 항원 반응은 현저하게 낮췄습니다.

동물의 건(tendon) 실질은 건 세포(tenocyte)와 ‘타입1 콜라겐’으로 구성된 세포외 기질로 이루어져 있습니다. 이 중 세포외 기질을 이루고 있는 콜라겐은 힘의 전달과 건(tendon)에 전달되는 에너지를 분산하는 기능을 하며 결합 조직을 지지하는 역할을 합니다.

이러한 콜라겐 성질을 이용해 최근 힘줄, 인대 파열에 ‘타입1 아텔로콜라겐’을 이용한 치료들이 시도되고 있습니다. 특히 고농도 ‘타입1 아텔로콜라겐’은 부작용을 줄이고 콜라겐-세포 상호작용을 최적화하여 동물 생체적합성이 높다는 장점이 있습니다. 이에 타입1 아텔로콜라겐을 활용한 연골 재생 치료, 힘줄(건) 재생 치료, 연부조직 재건 치료 및 치주 치료 등 다양한 연구가 이뤄지고 있습니다.

연구를 통해 밝혀진 ‘타입1 아텔로콜라겐’의 효능 중 가장 주목받는 효능은 바로 ‘조직 보충 능력’입니다. 인대, 힘줄, 근육의 손상된 병변 부위에 ‘타입1 아텔로콜라겐’을 주입하면 손상 부위를 메꾸면서 조직이 보충됩니다. 즉, ‘타입1 아텔로콜라겐’은 단순한 진통제 역할이 아니라 동물의 관절, 근골격계 병변 부위를 회복시키고 재생하는 데 큰 역할을 한다고 볼 수 있습니다.

실제 동물 실험에서 무릎인대 손상 부위에 ‘타입1 아텔로콜라겐’을 주입한 결과, 대조군과 비교 시 무릎 인대의 재생이 더 잘 되는 것이 입증되었습니다.

탁월한 근골격계 병변 치료 효능 때문에 인의에서는 이미 ‘타입1 아텔로콜라겐’을 주성분으로 한 주사가 상용화됐고, ‘차세대 프리미엄 치료’로 주목받고 있습니다. 새로운 치료 재료로 떠오르고 있는 ‘타입1 아텔로콜라겐’이 반려동물 시장에서도 다양하게 활용될 것으로 기대됩니다.

다음 연재에서는 ‘타입1 아텔로콜라겐’에 대한 연구와 효과에 대해 더 자세히 알아보도록 하겠습니다.